در تاریخ 9 فوریه (20 بهمن)، ناسا و آژانس فضایی اروپا دست به دست یکدیگر دادند تا مأموریت جدیدی را برای بررسی نزدیک خورشیدمان به انجام برسانند؛ پرتاب مدارگرد خورشیدی، که به نقاط مشاهده نشده این ستاره نورانی نگاهی خواهند انداخت، تا به اطلاعات بیشتری درباره‌ی آن دست پیدا کنیم.
اولین عکس‌برداری از قطب‌های خورشید
این مأموریت در نقاطی انجام می‌شود که تا پیش از این هیچ فضاپیمایی را برای عکس‌برداری از آن نقاط ارسال نکرده‌ایم. تصویربرداری از قطب‌های خورشید برای بررسی شرایط آب و هوای فضایی (از جمله بادهای خورشیدی و وضعیت مگنتوسفر و اتمسفر) بسیار مهم است، برای این مدل‌سازی به مدل دقیقی از کل میدان مغناطیسی خورشید نیاز داریم. همچنین به نظر می‌رسد این قطب‌ها در چرخه لکه‌های خورشیدی نیز نقش داشته باشند. این لکه‌های خورشیدی ناحیه‌های تاریکی بر روی سطح خورشید هستند که در چرخه‌های 11 ساله ظاهر و ناپدید می‌شوند. دانشمندان هنوز نمی‌دانند علت این چرخه 11 ساله چیست ولی شاید با تصویربرداری دقیق‌تر از قطب‌های خورشید بتوانیم به این پرسش پاسخ دهیم.
مأموریت مدارگرد خورشیدی در فاصله‌ی بسیار نزدیکی به خورشید انجام می‌شود، فاصله‌ای که تا به حال هیچ دوربینی آنقدر نزدیک به خورشید نبوده است و به همین دلیل نیازمند تجهیزات پیشرفته‌ی تصویربرداری است. دنیل مولر، دانشمند مسئول این پروژه‌ی آژانس فضایی اروپا در مرکز تحقیقات و فناوری فضایی اروپا در هلند می‌گوید «این تصویربرداری از قلمروی ناشناخته‌ای است که تا پیش از این هیچ تصویری از آن نداشته‌ایم. یک کاوش علمی واقعی است».
محافظت از مدارگرد در برابر گرمای خورشید
مدارگرد خورشیدی در مداری بیضی شکل به دور خورشید می‌چرخد، به این معنی که در برخی از نقاط به خورشید نزدیک‌تر و در برخی نقاط دیگر از آن دور خواهد شد. آن طور که ان پکروس، مدیر تجهیزات مرکز تحقیقات و فناوری فضایی اروپا در هلند توضیح می‌دهد، این موضوع می‌تواند در مدیریت دما مشکل‌ساز شود: «گرچه مدارگرد خورشیدی بسیار به خورشید نزدیک می‌شود، ولی در نقاطی نیز فاصله‌ی زیادی از خورشید می‌گیرد و به همین دلیل باید بتوانیم در برابر سرما و گرمای شدید مقاومت کنیم».
دمای این مدارگرد از 180- درجه‌ی سانتی‌گراد در سردترین نقطه، تا 500 درجه‌ی سانتی‌گراد در فاصله‌ی 40 میلیون کیلومتری خورشید افزایش می‌یابد. برای مقابله با این اختلاف دما، مدارگرد خورشیدی مجهز به سپر گرمایی 140 کیلویی است که گرما و تشعشعات خورشید را بازتاب می‌کند و می‌تواند تا دمای 520 درجه سانتی‌گراد از خود مقاومت نشان دهد.
این سپر گرمایی شامل لایه‌ای بسیار نازک و کاغذی از ورق تیتانیوم است که گرما را به شدت بازتاب می‌دهد و زیاد سنگین نیست. این ورق‌ها روی لایه پشتیبانی از آلومینیوم قرار گرفته‌اند که برای مقاومت بیشتر و وزن سبک به شکل لانه‌ی زنبود درآمده‌اند و با لایه‌های عایق دیگری نیز پوشانده شده است. این لایه‌ی پشتیبان تکیه‌گاه قدرتمندی است که صفحات تیتانیومی به آن متصل می‌شوند و سرجایشان می‌مانند. شکافی 25 سانتی‌متری در این لایه تعبیه شده است تا گرمای جذب شده به فضا برگردد و همچنین سوراخ‌هایی تعبیه شده است تا تجهیزات تصویربرداری بتوانند از درون آن‌ها کار خود را انجام دهند.
این سپر گرمایی نکته‌ی دیگری هم دارد که می‌توان گفت برای چنین دستگاه مدرنی کمی سنتی است. این سپر با لایه‌ای از پودر سیاه و شبیه به ذغال چوب پوشانده شده است که از این مدارگرد در برابر تشعشعات فرابنفش محافظت می‌کند. پکروس می‌گوید «جالب است که چنین وسیله پیشرفته‌ای از چنین ماده کهنی استفاده می‌کند».
پرتاب به مداری بسیار مورب
پرتاب این مدارگرد در مجتمع پرتاب فضایی 41 در دماغه کارناوال فلوریدا انجام می‌شود، این مدارگرد با استفاده از راکت اتلس 5 متعلق به ائتلاف پرتاب و راه‌اندازی، پرتاب می‌شود. این مدارگرد برای رسیدن به نقطه‌ی هدف خود از جاذبه‌ی زمین و زهره بهره می‌برد تا از دائرة البروج (مسیر حرکت ظاهری سالانهٔ خورشید نسبت به زمین) خارج شود.
مدارگرد می‌تواند با خروج از این مسیر، خورشید را از زاویه‌ی متفاوتی ببیند و از نقاط جدیدی مانند قطب‌های خورشید تصویربرداری کند. راسل هاوارد، دانشمند علوم فضایی آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده در واشینگتن دی‌سی و همچنین مسئول یکی از 10 مورد از تجهیزات مدارگرد خورشیدی می‌گوید «تا پیش از این مدارگرد خورشیدی، تمام تجهیزات تصویربرداری از خورشید در دائرة البروج یا بسیار نزدیک به آن قرار گرفته بودند. حالا دیگر می‌توانیم از بالا نگاهی به خورشید بیندازیم».
این مدارگرد در طول مأموریت خود تا 24 درجه بالاتر از خط استوا می‌رود و اگر این مأموریت طبق برنامه‌ریزی تا 3 سال ادامه پیدا کند این زاویه به 33 درجه هم خواهد رسید.
دو مأموریت خورشیدی بهتر از یکی است
مدارگرد خورشیدی تنها ابزارمان برای مطالعه‌ی خورشید نیست. کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا در سال 2018 وارد مدار خورشید شده است و همین حالا هم تصاویری از بادهای خورشیدی و اولین تصاویر از درون اتمسفر خورشید را در اختیارمان گذاشته است. کاوشگر خورشیدی پارکر نسبت به مدارگرد خورشیدی فاصله کمتری با خورشید دارد و به 6 میلیون کیلومتری خورشید می‌رسد، ولی تجهیزاتش محدود است.
ایده‌ی این دو مأموریت این است که در کنار هم کار کنند، پارکر به بررسی نزدیک خورشید ادامه دهد و مدارگرد داده‌های بیشتری برای مطالعه‌ی بهتر یافته‌های پارکر در اختیارمان بگذارد. علاوه بر این می‌توان از هر دوی این فضاپیماها برای اندازه‌گیری جریان‌های باد خورشیدی در زمان‌های مختلف بهره برد.
ترسا نیوزچینچیلیا، دانشمند جانشین این پروژه در ناسا، می‌گوید «ما با پارکر در حال جمع‌آوری اطلاعات جدیدی هستیم و با افزون مدارگرد خورشیدی به این معادله دانش‌مان بیشتر خواهد شد».
خط زمانی مأموریت
مدارگرد خورشیدی پس از پرتاب، در دسامبر 2020 از نزدیکی زهره عبور می‌کند و در نوامبر 2021 از نزدیکی زمین می‌گذرد. در سال 2022 برای اولین بار به خورشید نزدیک می‌شود و به 50 میلیون کیلومتری آن می‌رسد. تا سال 2025 به زاویه‌ی 17 درجه و تا سال 2027 به زاویه‌ی 24 درجه می‌رسد. با تمدید مأموریت می‌تواند سه سال دیگر هم علاوه بر مدت زمان هفت ساله این مأموریت به کار خود ادامه دهد.
